JP5863343B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
R=k1×λ/NA …式(1)
ここで、k1は転写プロセスによって決定される比例定数を、λは露光光の波長を示す。また、NAは投影レンズ1040の開口数であり、式(2)で与えられる。
NA=n×sinθ …式(2)
ここで、nは投影レンズ1040‐ウエハ1050間の媒質の屈折率を、θは露光光の光束の拡がりを示す。
図2から図7を参照しながら、本発明の第1実施形態であるパターン形成方法について、第1工程と第2工程に分けて述べる。以下では、図面を簡略化するため、投影レンズは不図示とし、ウエハとマスクを近接して描く。以降に登場する図面についても投影レンズは不図示とする。
次に、本発明の第2実施形態であるパターン形成方法について述べる。第2実施形態について第1実施形態と異なる点は、第1工程の第1の露光処理において、図9に示すようなグレイトーンマスクを第1のマスクとして使用する点である。ここで、第1のマスクは、遮光部21と透過部22と解像度以下のスリットパターン部23aを有する。第1のマスクは、例えば、ラインアンドスペースパターン(図9(a))、ホールパターン(図9(b))、および配線パターン(図9(c))からなるグループのうち少なくとも一つのパターンを有する。この場合、図4(a)に示すようなγ特性が急峻なフォトレジスト材料を使用する場合であっても、第1工程において、凹部が凸部よりもフォトレジスト膜の厚さが薄い凹凸形状のフォトレジスト膜3aを形成することが容易となる。
次に、図11を参照しながら、本発明の第3実施形態であるパターン形成方法について述べる。図11は、第3実施形態による各工程におけるパターン断面図を示す。第3実施形態について第1実施形態と異なる点は、下地の上に塗布するフォトレジスト材料3を、図4で紹介したγ特性が急峻なフォトレジスト材料と、その上にγ特性が緩やかなフォトレジスト材料とを積層して第1工程が実施される点である。まず、下地1の上に、γ特性が急峻なフォトレジスト材料9を塗布し、この上に、γ特性が緩やかなフォトレジスト材料3を塗布し、図11(a)の状態になる。その後、第1実施形態と同様にして、図11(b)のように第1の露光処理を行い、続いて第1の現像処理を行い、図11(c)の状態となる。これにより、凹部が凸部よりもフォトレジスト膜の厚さが薄い凹凸形状のフォトレジスト膜3aを、γ特性が急峻なフォトレジスト材料9の上に形成することができる。さらに、第1実施形態と同様にして、第2工程を経て、図11(d)の状態となる。
次に、図12を参照しながら、本発明の第4実施形態であるパターン形成方法について述べる。図12は、第4実施形態による各工程におけるパターン断面図を示す。第4実施形態について第1実施形態と異なる点は、第1工程において、まず下地1の上に、パターン8を配置し、下地1およびパターン8を覆うようにフォトレジスト材料3を塗布する点である。より具体的には、図12(a)のように凸部が形成される領域の下地1の上に、例えば金属で構成されるパターン8を配置する。次に、図12(b)のように下地1およびパターン8を覆うようにフォトレジスト材料3を塗布する。この方法により、第1実施形態とは異なって、第1の露光処理および第1の現像処理を経ずに、第1実施形態の凹凸形状を有するフォトレジスト膜3aに相当する凹凸を形成することが可能である。
次に、本発明の第5実施形態であるパターン形成方法について述べる。第5実施形態について第1実施形態と異なる点は、第1工程および第2工程がなされた後、さらに2枚のマスクを用いて、再度、第1工程および第2工程と同様の工程が繰り返しなされる点である。以下、ラインアンドスペースパターンを形成する場合について、図13を参照しながら説明する。図13は、第5実施形態の各工程におけるパターン断面図を示す。まず、下地1の上に下地2の層を堆積する。下地1は、例えばシリコン基板であり、下地2は、例えばSiN膜や金属膜など、後に所望のパターンを形成させる対象物を選択することができる。
次に、図15を参照しながら、本発明の第6実施形態であるパターン形成方法について述べる。図15は、第6実施形態による各工程におけるパターン断面図を示す。第6実施形態について第1実施形態と異なる点は、ネガ型のフォトレジスト材料を使用する点である。
最後に、図16を参照しながら、本発明をマイクロレンズアレイの形成方法に適用した実施形態を、本発明の第7実施形態として説明する。また、以下は、第1実施形態を基調に説明するが、適宜変形が可能である。
Claims (7)
- パターンを形成する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記パターンを形成する工程は、
下地の上に、上面が曲面形状の凸部と前記凸部よりも薄い凹部とを有する凹凸形状のポジ型のフォトレジスト膜を形成する第1工程と、
前記フォトレジスト膜を処理して前記凸部が存在した部分に前記凸部よりも狭い幅を有する開口を形成する第2工程とを含み、
前記第2工程では、前記フォトレジスト膜のうち前記凸部の少なくとも一部を露光してその露光光を前記凸部の前記曲面形状により屈折させて集光し、その後に前記フォトレジスト膜を現像する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第1工程は、露光処理および現像処理を含み、
前記露光処理は、前記凸部となる領域と前記凹部となる領域のうち前記凹部となる領域を露光するマスクを用いてなされ、
前記露光処理は、前記現像処理において前記凹部となる領域に前記フォトレジスト膜を残す露光量でなされる、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1工程は、露光処理および現像処理を含み、
前記露光処理は、前記凹凸形状を形成するように透過光量分布が調整されたマスクを用いてなされる、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1工程では、前記凸部が形成される領域の前記下地の上にパターンを配置し、前記下地および前記パターンを覆うようにフォトレジスト材料を塗布することにより前記パターンの上に前記凸部を有する前記フォトレジスト膜を形成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記パターンは、配線パターンである
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - パターンを形成する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記パターンを形成する工程は、
下地の上に、凸部と前記凸部よりも薄い凹部とを有する凹凸形状のネガ型のフォトレジスト膜を形成する第1工程と、
前記フォトレジスト膜を処理して前記凸部が存在した部分に前記凸部よりも狭い幅を有するフォトレジスト部を形成する第2工程とを含み、
前記第1工程では、前記凸部が形成される領域の前記下地の上にパターンを配置し、前記下地および前記パターンを覆うようにフォトレジスト材料を塗布することにより前記パターンの上に前記凸部を有する前記フォトレジスト膜を形成し、
前記第2工程では、前記フォトレジスト膜のうち前記凸部の少なくとも一部を露光し、その後に前記フォトレジスト膜を現像する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - マイクロレンズアレイを形成する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記マイクロレンズアレイを形成する工程は、
下地の上に凸部と前記凸部よりも薄い凹部とを有する凹凸形状のポジ型のフォトレジスト膜を形成する第1工程と、
前記フォトレジスト膜を処理することにより前記凸部が存在した部分の前記フォトレジスト膜の厚さを前記凹部が存在する部分の前記フォトレジスト膜の厚さよりも薄くする第2工程とを含み、
前記第2工程は、前記凸部と前記凹部のうち前記凸部を露光するマスクを用いる露光処理および現像処理を含む工程である、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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